DCS在我国石油化学工业中应用情况.docx

《DCS在我国石油化学工业中应用情况.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DCS在我国石油化学工业中应用情况.docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、DCS在我国石油化学工业中应用情况fenghy导语：我国从70年代中期至今已经建成投产的大型氨厂含30万砘氨/年和20万吨氨/年共计22个，其中有两套国产化装置和20套引进装置，“八五在建的装置10套。1.DCS在我国大型氨厂的应用情况我国从70年代中期至今已经建成投产的大型氨厂含30万砘氨/年和20万吨氨/年共计22个，其中有两套国产化装置和20套引进装置，“八五在建的装置10套。从1984年云南天然气化工厂使用TDC-3000BASIC系统对合成氨消费自控改造开场，大型氨厂DCS应用历经10年，如今有19个厂在合成、尿素、水处理、普里森等装置中使用了35套DCS，仅剩下宁夏化肥厂、湖北化肥

2、厂、山西化肥厂仍沿用模拟仪表控制。在应用软件开发应用上也成绩显著，表现如下几点：1普及推广了四套节能控制系统四套节能控制系统指气头厂合成氨消费经过的水碳比值控制系统控制原料气CH，4量和蒸汽量、氢氮比控制系统控制空气量、一段转化炉出口温度控制系统控制燃料量、驰放气组分压力控制系统控制驰放气量。四套控制系统是80年代初，川化、卢天化、云天化等企业研究开发，在此根底上，各厂采用DCS以后，又把它们不断完善创新，现已普及，对稳定消费，节能降耗带来了明显的经济效益。如川化年增产合成氨5435.1吨，年节约天然气604.8万立方米。卢天化在一样原料气消耗条件下可增产氨1.15%。沧化每吨氨能耗下降0.2

3、93百万大卡，增产2.9%。以石脑油或者渣油为原料的各家氨厂开发的以炉温或者出炉气体成份为主环，以氧油比、蒸汽油比比值调节为副环节能控制回路，别具风格，应用后效益显著。2在尿素装置上采用多变量先进控制MUVACMUVAC的根底出发点是找出尿素消费经过中关键参数之间的互相联络，依靠DCS控制装置，用串级、前馈、比值、均匀、超驰、增益自适应PID等控制策略，使得关键参数变化时，其它参数随之自动调整，尽量减少人为干扰，进而到达平安稳定，节能增产的目的。该项技术首先在大庆化肥厂实现，获得满足效果，目前沧化、辽化等也在施行中。3操纵优化四川化工总厂承当了“七五国家科技攻关课题“合成氨装置消费经过计算机控

4、，用SPECTRUM系统和IBM-PC/XT上位机，对合成氨触媒温度、水碳比、氢氮比等回路，经过象测试、工艺参数数据处理，建立单元对象数学模型，施行部分优化控制。该工程通过了国家技术鉴定。这种以两级计算机闭环优化施行控制系统的研究成功，使我国大型氨厂计算机控制程度处于世界领先地位。2.DCS在我国中型氨厂的应用情况我国共有中型氨厂55个，其中以油、气为原料的21个，以煤为原料的34个。这些氨厂多数在60年代和70年代建厂，通过改造扩建，消费规模不断扩大，是我国氮肥行业的中坚。自从1981年吉化化肥厂使用CENTUM-A系统施行自控改造以后，使用计算机技术改造传统产业的热潮兴起，中型氨厂DCS应

5、用开展迅速。根据1992年调查统计，已有27家中型氨厂购置安装了37套不同型号的DCS，有近50%中型氨厂使用DCS，可见80年代是我国中型氨厂自控开展史上的飞跃时期。中型氨厂DCS应用按照装置小容量多机组的工艺特点，根本是在一个车间安装一套DCS，操纵站设置在车间控制室，分别在造气、变换、合成、尿素等车间使用，个别厂为了加强治理，在调度室安装了操纵站CRT显示屏。其控制规模为：模拟量输入100150点，开关量3050点，控制回路3040个。全流程经过控制共计研究开发了20个节能控制系统，并用DCS控制。20个控制系统是：煤造气自动顺序控制、重油气化炉带温度或者出口气成份校正的双穿插限幅氧油比

6、控制、煤造气炉蒸汽流量控制、油气化炉自动开停车顺序控制、饱和热水塔出口温度极值控制、氢氮比控制、氨合成塔触媒层温度控制、惰性气体-压力超驰控制、氨蒸发器出口温度-液面超驰控制、三大高压液位控制、氨合成塔群负荷分配控制、尿素合成塔NH，3/CO，2控制、H，2O/CO控制、脱碳塔O，2/CO，2控制、空分装置顺序控制。兰化公司化肥厂用ICC-6000系统和上位机，对合成塔触媒层温度、循环气吹除、H，2/N，2及负荷分配等控制回路进展二级计算机部分优化控制进展试验，获得成功，并通过技术鉴定。中型氨厂普遍以为：DCS投运后，减轻了工人劳动强度，改善了操纵环境，稳定了工艺消费，进步了操纵精度，到达了装

7、置平安稳定运行，节能降耗的目的。据调查各中型氨厂DCS应用，每套年经济效益在60200万元不等。3.炼油厂DCS应用情况自从1983年高桥石化公司炼油厂引进SPECTRUM系统用于常减压装置经过控制以来，我国炼油行业相继有20多家企业用DCS进展自控改造。高桥石化公司炼油厂与浙江大学合作，以DCS、单回路调节器和FOX-300、IBM-S/I为上位机，在不同的装置上建立数学模型，开发专家系统，施行局域优化控制，获得了314万元的经济效益。广州石化总厂炼油厂与北京石油化工科学院合作，在PROOVOX系统的上位机HP1000A700上用FORTRAN语言开发了LQG自校正控制软件，于1988年投入

8、使用。它可以作为DCS的一个通用控制模块，对DCS治理之下的多个控制回路施行LQG自校正控制。LQG自校正算法通常适用于被控对象构造已知，但参数未知的情况。自校正系统将在线辨识和控制器的设计有机地结合起来，在运行经过中，首先进展参数辨识，然后根据辨识结果修改控制器参数，到达消除干扰之目的。LQG自校正控制软件，用于常压塔塔顶温度控制，年经济效益达50万元。大连石油化工公司，在蒸馏装置上使用OPTROL7000上位机和SPECTRUM系统，引进美国通用自动化公司AAI的先进控制软件。主要是一些先进的控制应用程序，如：原油预热控制程序FO、加热炉支路平衡及燃烧控制程序F1F2F3、初馏塔控制程序T

9、OWERA、减压塔控制程序TOWERC，。分馏点计算是AAI公司的专有技术，与厂方合作开发了初馏塔、常压塔、减压塔分馏点控制程序。分馏点计算是根据已知原油实沸点TBP曲线和塔的各倾线产品的实沸点曲线，实时收集塔的各部温度、压力、进塔出塔物流的流量等参数、将塔分段，进展各段上的物料平衡、热平衡计算，得到塔内的液相流量和汽相流量，进而算出抽生产品的分馏点。分馏点计算在系统程序中每10秒钟运行一次，比在线分析仪表快，使调节质量得到改善，在计算出分馏点的根底上，以计算机间通讯方式，修改DCS系统中相关倾线流量控制模块的给定值，进而实现先进控制SPC。加热炉出口温度控制是由根本控制器UCM进展。用上位机

10、对炉膛温度进展实时计算，求出一个较为理想的真实炉膛温度，输出给UCM，进而实现了炉出口温度与炉膛温度串级调节。由于炉膛温度的反响比炉出口温度快，所以在实际应用上大大改善了出口温度控制效果。大型加热炉燃烧控制是节能显著的控制系统，各DCS应用企业都开发了应用软件。有的根据烟道氯氧含量进展燃烧热效率计算和显示，再根据氧含量和算出的热效率去控制入炉空气量，保持低残氧燃烧，以到达节能的目的。兰州炼油化工总厂2#常减压装置采用了I/A.S系统，不仅进展常规控制，还实现了消费经过操纵优化，并且将DCS与消费治理计算机VAX8350通迅联网，2#装置DCS经过控制计算机系统已成为全厂信息治理系统MIS的一局

11、部。我国应用DCS的炼油厂，除在常减压装置施行DCS高级软件控制外，在催化裂化、催化重整、加氢精制、油品调合等方面均开发了节能显著的复杂控制系统，在此不予赘述。4.DCS在乙烯装置上的应用情况典型的石化工工艺是以石油为原料，通过初初馏、裂解、别离、聚合等工艺经过消费各类石油化工产品，如聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、合成橡校、乙二醇、丙烯腈、聚脂等。我国建成投产的20多个乙烯厂均为典型的石油化工工艺。自从1983年燕山石化公司前进化工厂乙烯裂解装置采用CENTUM-A系统进展自控改造至今，已有14家企业76套DCS用于消费经过控制，可见DCS在石化企业中推广应用之快、应用数目之多为各行业之首。从石化企

12、业十年DCS应用情况来看，一般分为二步施行。第一步使用DCS改善常规调节控制品质，知足消费的平安、稳定、长周期运行，为高层次应用开发打下根底。第二步通过当代控制理论的应用，机理模型的研究，开发优化操纵应用软件、专家系统等，采用先进控制策略，施行计算机二级优化控制。目前石化企业DCS应用多数仍处于前者。燕山石化公司1983年引进CENTUM-A系统对12个乙烯裂解炉进展自控改造，DCS实现了炉管出口温度控制、乙烷裂解炉油压超驰控制和在线清焦自动控制。1987年以CENTUM-B系统为下位机，DEADE计算机为上位机，用于控制节能技术改造后的BA-109、BA-110两台裂解炉和乙炔加氢反响器，施

13、行二级计算机优化操纵。裂解炉控制，选择4个炉出口温度之一，通过调节侧壁和底部燃料量控制温度，侧壁和底部燃料量与强迫透风量实行比率控制，进料量和稀释蒸汽量也实行比率控制。在此根底上，计算机优化控制方案对流量调节器施行SPC监视控制。控制目的为：维持裂解炉系统平安运行。维持所希望的最正确转化率，使各组炉管之间温差最小。维持公道的进料油气比。维持所要求的总投油量。通过氧量控制，维持理想的空燃比，使热损失最小。1991年该公司新建成0号裂解炉，使用CENTUM-B系统监控消费经过。应用软件由该公司和北京市仪表局成套公司合作开发，综合了DECADE计算机裂解炉控制方案美国SIMCON公司、辽阳乙烯裂解炉

14、CENTUM高级控制方案法国石油公司、盘锦乙烯裂解炉CENTUM高级控制方案日本东洋工程公司以及国外大型锅炉ABCAUTOMATICBOILERCONTROR控制方案的技术特点，设计了0号裂解炉高级控制方案。建立裂解炉解耦控制模型，设计了总进料量和裂解炉出口温度COT偏向控制含进料量和稀释蒸汽的穿插控制、最小稀释蒸汽量控制、总进料量控制、深度和COT控制、双穿插限幅燃烧控制、烟道气残氧含量控制、巴期夫在线清焦程序控制。这些高级控制回路到达的目的为COT偏向在1以内，稳定总进料量、烟道气氧含量23%，保持炉热效率93%左右，稳定裂解炉炉转化度进步三烯收率，大大进步了乙烯装置的综合效益。扬子石化公

15、司、齐鲁石化公司、上海石化总厂三套30万吨/年乙烯装置、DCS和应用软件均引进国外设备和技术。大庆石化总厂新扩建的H号裂解炉的控制装备采用CENTUM-B系统，引进了13套高级控制应用软件，这些应用软件均以进步三烯收率为目的。5.聚氯乙烯PVC装置中DCS的应用情况我国PVC消费有国产装置，也有引进装置，全国有60多个消费厂。有乙炔与氯化氢反响消费法和乙烯氧氯化法两种流程。根据所把握资料统计，有14个PVC装置上使用DCS。PVC聚合属间歇消费经过，主要是原料配比、加料、升温、聚合、出料逻辑顺序控制、聚合釜温度压力控制和后处理别离、精制控制。在PVC消费经过中，顺序控制占有很在比重，有近百个切断阀，几十个泵、马达、开关按照不同的消费要求和时间顺序启动关闭。DCS控制单元同时具有反应模拟控制的顺序控制。PVC消费可以根据市场需求，调整配方消费多品种多型号的产品。因配方改变控制方案随之改变。装置的消费灵敏性也是间歇经过特有的要求。DCS丰富的计算功能、逻辑功能和通讯才能，为PVC多品种消费提供了便利。PVC聚合温度按照严格的温度曲线实行控制，DCS逻辑功能和反应控制的巧妙结合，将聚合温度偏向控制在0.020.06范围内，同时方便了操纵，保证了产品质量。随着DCS在PVC消费中的应用不断扩大，一些优化控制软件也应运而生。